S006-清华大学-电子电路与系统基础

电子电路与系统基础理论课第六讲二端口线性网络的等效电路（加压-加流测量法：戴维南-诺顿定理）李国林清华大学电子工程系二端口网络•二端口网络是电路中最常见的网络–two-portnetwork–单入单出系统的基本模型：一个输入端口，一个输出端口清华大学电子工程系2013年春季1i1v2i2v二端口网络2李国林电子电路与系统基础一般默认1端口为输入端口，2端口为输出端口二端口线性网络等效电路法大纲•加压求流/加流求压法–从单端口网络等效到二端口网络等效•二端口网络参量–阻抗参量z–导纳参量y–混合参量h–逆混参量g–传输参量ABCD•逆传参量abcd•网络连接•传递函数清华大学电子工程系2013年春季李国林电子电路与系统基础3用加压-加流测量方法求二端口网络的等效电路获得二端口线性网络的戴维南-诺顿定理一、单端口网络等效基本方法李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季4单端口线性阻性网络testvtesti单端口线性阻性网络testitestvtesttestvitestitestvNGNiNiNGNtestNtestivGiTHRTHvTHvTHRtestvtestitesttestivTHtestTHtestviRv加压测试获得压控形式的等效电路加流测试获得流控形式的等效电路加压求流加流求压用叠加定理证明戴维南定理李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季5testvtesti单端口线性阻性网络1si2svTHtestTHtestsstesttestviRiviiv...2211THvTHRtestvtestiTHvTHRviTHTHviRvRTH为网络内部独立源不工作时的输入电阻vTH为端口开路电压端口加压、加流方法对二端口网络的测量：4种基本测量手段李国林电子电路与系统基础61pi1pv二端口线性网络N2pv2pi1pi1pv二端口线性网络N2pv2pi两个端口同时加独立变化的测试电压两个端口同时加独立变化的测试电流1pi1pv二端口线性网络N2pv2pi1pi1pv二端口线性网络N2pv2pi端口1加测试电压、端口2加测试电流端口1加测试电流、端口2加测试电压清华大学电子工程系2013年春季以端口电压为激励量，以端口电流为响应量以端口电流为激励量，以端口电压为响应量二端口线性网络等效电路法大纲•加压求流/加流求压法–从单端口网络等效到二端口网络等效•二端口网络参量–阻抗参量z–导纳参量y–混合参量h–逆混参量g–传输参量ABCD•逆传参量abcd•网络连接•传递函数清华大学电子工程系2013年春季李国林电子电路与系统基础72.1两个端口同时加流测试二端口线性阻性网络N2si1sv12121112121112121111...THppsspppviRiRiviiv22221212221212221212...THppsspppviRiRiviiv叠加定理1THv11R212piR清华大学电子工程系2013年春季8李国林电子电路与系统基础1pi1pv2pv2pi2pv2pi1pi1pv121piR2THv22R两个端口同时加流测量：阻抗参量，电阻参量二端口线性网络的戴维南等效电路李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季91i1v2v2i二端口线性阻性网络N2si1sv21212221121121THTHvviiRRRRvv1THv11R212iR2v1v121iR2THv22R1i2i阻抗参量：impedanceparameters单端口线性网络的戴维南定理•戴维南定理Thevenin’sTheorem：一个包含独立电源的单端口线性阻性网络，其端口等效电路可表述为一个恒压源和一个电阻的串联，源电压为端口开路电压，串联电阻为电阻网络内所有独立电源为零时的端口等效电阻。李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季10ii单端口线性阻性网络1si2svvvTHTHviRv线性阻性网络：电压电流关系可以用线性代数方程描述的网络包括线性电阻、线性受控源和恒压、恒流源THvTHR二端口线性网络的戴维南定理李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季11•二端口线性网络的戴维南定理Thevenin’sTheoremfor2-portNetwork：一个包含独立电源的二端口线性阻性网络，其两个端口等效电路可分别表述为一个恒压源、一个流控压源和一个电阻的串联–端口1恒压源源电压为端口1、端口2同时开路时端口1的开路电压，…–置内部独立源为零（等效恒压源为0）•端口1流控压源的跨阻系数R12为端口1开路电压和端口2测试电流比值，…•端口1串联电阻为端口2开路，端口1的看入电阻，…21212221121121THTHvviiRRRRvv1THv11R212iR2v1v121iR2THv22R1i2iTHvizv二端口线性网络的戴维南等效参量李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季1221212221121121THTHvviiRRRRvv2222121212121111THTHviRiRvviRiRv0,0220,0112121iiTHiiTHvvvv端口1开路，端口2开路，端口1的开路电压端口1开路，端口2开路，端口2的开路电压0,0111112THviivR内部独立源置零端口2开路端口1看入电阻0,0211211THviivR内部独立源置零端口2电流对端口1开路电压的线性跨阻控制系数0,0222221THviivR内部独立源置零端口1开路端口2看入电阻0,0122122THviivR内部独立源置零端口1电流对端口2开路电压的线性跨阻控制系数2.2两个端口同时加压测试1pi1pv2pv2pi二端口线性阻性网络N2si1sv12121112121112121111...NppsspppivGvGivvvi22221212221212221212...NppsspppivGvGivvvi叠加定理1pi1pv2pv2pi1Ni11G212pvG2Ni22G121pvG清华大学电子工程系2013年春季13李国林电子电路与系统基础两个端口同时加压测量：导纳参量，电导参量二端口线性网络的诺顿等效电路李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季141i1v2v2i二端口线性阻性网络N2si1sv21212221121121NNiivvGGGGii1i2i1Ni11G212vG2Ni22G121vG1v2v导纳参量：admittanceparameters单端口线性网络的诺顿定理•诺顿定理Norton’sTheorem：一个包含独立电源的单端口线性阻性网络，其端口等效电路可表述为一个恒流源和一个电导的并联，源电流为端口短路电流，并联电导为电阻网络内所有独立电源为零时的端口等效电导。李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季15iiNiNG单端口线性阻性网络1si2svvvNNivGi二端口线性网络的诺顿定理李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季161i2i1Ni11G212vG2Ni22G121vG1v2v21212221121121NNiivvGGGGii•二端口线性网络的诺顿定理Norton’sTheoremfor2-portNetwork：一个包含独立电源的二端口线性阻性网络，其两个端口等效电路可分别表述为一个恒流源、一个压控流源和一个电导的并联–端口1恒流源源电流为端口1、端口2同时短路时端口1的短路电流，…–置内部独立源为零（等效恒流源为0）•端口1压控流源的跨导系数G12为端口1短路电流和端口2测试电压比值，…•端口1并联电导为端口2短路，端口1的看入电导，…Nivyi二端口线性网络的诺顿等效参量李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季1721212221121121NNiivvGGGGii2222121212121111NNivGvGiivGvGi0,0220,0112121vvNvvNiiii端口1短路，端口2短路，端口1的短路电流端口1短路，端口2短路，端口2的短路电流0,0111112NivviG内部独立源置零端口2短路端口1看入电导0,0211211NivviG内部独立源置零端口2电压对端口1短路电流的线性跨导控制系数0,0222221NivviG内部独立源置零端口1短路端口2看入电导0,0122122NivviG内部独立源置零端口1电压对端口2短路电流的线性跨导控制系数2.3二端口线性网络的戴维南-诺顿等效182pv2pi1pi1pv二端口线性网络N1i2i2,Nhi221h121ih1v2v2,1,212221121121NhTHhivvihhhhiv1端口加流、2端口加压测量：混合参量：hybridparameters1,THhv11h212vh端口1看入电阻端口2到端口1的电压传递系数端口1到端口2的电流传递系数端口2看入电导2.4二端口线性网络的诺顿-戴维南等效191pi1pv二端口线性网络N2pv2pi2,1,212221121121THgNgviivggggvi2v1v121vg2,THgv22g1i2i1,Ngi111g212ig1端口加压、2端口加流测量：逆混参量：inversehybridparameters端口1看入电导端口2到端口1的电流传递系数端口1到端口2的电压传递系数端口2看入电阻端口加压、加流测量参量•单端口线性网络–加流：戴维南等效参量（vTH，RTH）–加压：诺顿等效参量（iN，GN）•二端口线性网络–1端口加流，2端口加流：阻抗参量z–1端口加压，2端口加压：导纳参量y–1端口加流，2端口加压：混合参量h–1端口加压，2端口加流：逆混参量g李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季20NTHGR11yz1gh例1：求线性二端口网络等效电路李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季21tv2ti21R2Rtv1ti1tv2ti21R2Rtv1ti1tvn1tvn2N电阻网络如果处理的信号比较微弱，则需考虑噪声影响z参量：戴维南等效20,022210,0112121niiTHnniiTHvvvvvvvfkTRvfkTRvnn22212144fkTRvfRRkTvTHTH222212144李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季22tv2ti21R2Rtv1ti1tv2ti21R2Rtv1ti1tvn1tvn2N210,0111112RRivRTHvi20,0211211RivRTHvi20,0222221RivRTHvi20,0122122RivRTHvitv2ti2tiR122Rtvn2tv1ti1tiR2221RRtvtvnn21N诺顿等效李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季23221212222121nnnvvv